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震度と加速度

 地震動の強さを表すものの1つに震度があります。以前は震度観測は体感で行われていましたが、現在は器械により観測され、計測震度と呼ばれます。計測震度は加速度波形から計算されます。 計測震度の計算には、加速度の大きさの他にも、揺れの周期や継続時間が考慮されますので、最大加速度が大きい場所が震度も大きくなるとは限りません。強震動は地震や観測点の地盤や地形などによって異なります。
 図1は2003年5月26日宮城県沖の地震の大船渡市の加速度波形で、図2は2003年9月26日十勝沖地震の浦河町の加速度波形です。 宮城県沖の地震で大船渡の震度は6弱(計測震度は5.8)、十勝沖地震で浦河測候所の震度も6弱(計測震度は5.6)でしたが、最大加速度は大船渡が1105.5gal、浦河が348.9galでした(図中の赤矢印)。このように最大加速度が大きくても震度が大きくなるとは限りません。これは計測震度の計算に加速度の大きさの他に、地震波の周期や継続時間が考慮されているからです。
 図3は均一な揺れが数秒間続くと仮定した時、地震波の周期、加速度と震度との関係を表したものです。実際の地震波はさまざな周期の波が含まれているので、震度7が加速度で何galに相当すると言えませんが、仮に周期1秒の波が同じ振幅で数秒間続くとすると、震度7の下限に相当する計測震度6.5以上になるためには、3成分の合成値で約600gal以上の加速度が必要です。これが周期0.1秒の波になると2700gal以上になります。



図1:2003年5月26日 宮城県沖の地震(大船渡市)
2003年5月26日 宮城県沖の地震(大船渡市)


図2:2003年9月26日 十勝沖地震(浦河町)
2003年9月26日 十勝沖地震(浦河町)


図3:周期および加速度と震度(理論値)の関係
   均一な周期の振動が数秒間継続した場合
周期、加速度と計測震度の関係